(57)【要約】【課題】点検用のロボットその他の各種ロボットを安全に、かつ、操作性よく遠隔制御するためのスマートフォンを使用したロボットの制御方法に関する。【解決手段】ファイアーウォール４を経由してインターネット５に接続可能なロボット１と、スマートフォン６にそれぞれインターネットＶＰＮシステム２，７を装備し、該インターネットＶＰＮシステム２，７を介して、スマートフォン６を使用してファイアーウォール４外からロボット１にアクセスすることにより、ファイアーウォール４を透過してロボット１を制御するスマートフォンを使用したロボットの制御方法を基本として提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイアーウォールを経由してインターネットに接続可能なロボットと、スマートフォンにそれぞれインターネットＶＰＮシステムを装備し、該インターネットＶＰＮシステムを介して、スマートフォンを使用してファイアーウォール外からロボットにアクセスすることにより、ファイアーウォールを透過してロボットを制御することを特徴とするスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【請求項２】
ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能なコンピュータネットワークにロボットを接続している請求項１記載のスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【請求項３】
スマートフォンを使用した制御によって、ロボットをコンピュータネットワークから離脱させて、他のネットワークに接続する請求項２記載のスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【請求項４】
スマートフォンを使用した制御によって、ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能なコンピュータネットワークからロボットを離脱させた後、ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能な他のコンピュータネットワークにロボットを接続する請求項２記載のスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【請求項５】
スマートフォンを使用した制御によって、ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能な複数のコンピュータネットワーク中の任意のネットワークにロボットを自在に接続又は離脱させる請求項２記載のスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【請求項６】
ファイアーウォールを経由してスマートフォンからインターネットに接続する請求項１，２，３，４又は５記載のスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【請求項７】
ロボットからのデータをスマートフォンで受信する請求項１，２，３，４，５又は６記載のスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【請求項８】
ロボットとスマートフォンとの間で双方向のアクセスを行う請求項１，２，３，４，５，６又は７記載のスマートフォンを使用したロボットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間が直接作業をするには危険や困難を伴う場所や区域内を点検するための点検用のロボットその他の各種ロボットを安全に、かつ、操作性よく遠隔制御するためのスマートフォンを使用したロボットの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間に対する負荷の大きい環境下での作業、例えば原子力発電所等の人間に対して直接的な脅威となる環境，劣悪な環境区域内での作業は、作業効率を高め安全性を確保するために各種のロボットが使用されている。ここでロボットとは、人の代わりになんらかの作業を行う装置であって、ある程度の工程や手順を自動的、かつ、連続的に行う装置をいう。そのため、単一の動作を行う装置や、絶えず人間が操作をする必要がある装置はロボットの範疇には含まれない。
【０００３】
具体的には、工場，会社，各種施設内を巡回点検して警備し、異常時に通報したり、画像や測定データを収集するロボット、高所，狭所，危険区域内等で作業を行うロボット、人間よりも効率よく作業を行うロボット等がある。近時の未曾有の自然災害によって破壊された原子力発電所内に最初に進入し、施設内の情報を取得したのもロボットである。このように現代社会において、人間に代わって作業するロボットは生産活動においても、社会生活においても必要不可欠の存在となっている。
【０００４】
一方、現代社会では高度にコンピュータが発達し、ロボットの制御・操作もコンピュータ操作によって行われることが多い。例えば、ロボットの遠隔操作を専用の操作器なしで行うために、操作ロボットと、該操作ロボットと離隔された被操作ロボットと、これら操作及び被操作ロボットに内蔵されて操作者により手動で制御された操作ロボットの動作と同じ動作をインターネットを介して被操作ロボットに反映させる制御装置からなるロボットの遠隔操作システムが提供されている（特許文献１）。
【０００５】
また、遠隔地からであってもロボットを使用して家屋内を掃除するために、通信機能を有し、稼動指示に応じて家屋内を清掃する掃除機ロボットと、携帯電話網、インターネット及び無線ＬＡＮ基地局を介して、掃除機ロボットに稼動指示を与える携帯電話機とを備えた携帯電話網及びインターネットを介した遠隔操作によって家屋内を清掃する家屋内清掃システムも提供されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１７１８６号
【特許文献２】特開２００５−１１８３５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インターネットの普及によって、インターネットを介してロボットを遠隔操作すること自体は特許文献１や特許文献２に示すように、既に提供されている。しかしながら、特許文献１によれば、専用の操作器は必要としないが、被操作ロボットを操作するための操作ロボットを必要とし、この操作ロボットの動きをインターネットを介して被操作ロボットに反映させるものに過ぎず、操作性が悪く、操作ロボットがなければ操作することができない。
【０００８】
一方、特許文献２によれば、携帯電話を使用して遠隔操作を行うことができ、利便性が向上している。しかしながら、特許文献２は特定の無線ＬＡＮによるネットワークに接続されたロボットに稼働指示を与えるものであり、予めこの無線ＬＡＮにインターネットを介して接続するための個別の設定を必要とする。一般的なネットワークはセキュリティを確保するためにファイアーウォール（アクセスブロック）により、予め許可されたアクセス以外の外部からのアクセスを遮断するように設定されている。そのため、外部から接続することができず、この点において操作性，汎用性に欠ける。
【０００９】
何より、セキュリティの設置されていないネットワークそのものが希有であるため、特許文献２に示す家屋内清掃システムは制限された範囲でしか利用することができないともいえる。また、インターネットを通過する情報は外部から読み取られる危険性があるため、高い安全性の要求される作業内容については使用することができない。更に、特定の無線ＬＡＮによるネットワークを離れて、設定の異なる他のネットワークにロボットを移動させることができない。
【００１０】
従来のインターネットを介したロボットの制御は、無線ＬＡＮ（Wi-Fi）を使用して通信を行っているため、ファイアーウォールによるセキュリティの設置されたネットワークについては、外部からインターネット経由で制御することができない。勿論、ファイアーウォールの設定を変更し、ポートを解放することでインターネットからアクセスすることも可能であるが、それではセキュリティを緩めることに他ならない。また、Bluetooth（登録商標）による制御に関しては、インターネットを介することなく制御することが可能であるが、通信距離が限られており、近距離でなければ操作することができない。
【００１１】
即ち、従来のインターネットによるロボット制御の課題は、ロボットを制御するためのネットワークがファイアーウォールによってインターネットから保護されているため、外部から簡単には通信できないことにある。このことを図７に基づいて説明する。図７において、ロボット２１は特定のネットワーク３に接続されて制御されている。ネットワーク３には、ファイアーウォール４が装備されており、セキュリティが確保された状態でインターネットに接続可能である。そのため、パソコンその他の通信手段２２によって、インターネット５を経由してロボット２１にアクセス２３をしようとする場合、ファイアーウォール４によってアクセス２３はブロック２４されてしまう。よって、ファイアーウォール４によってセキュリティの確保されたネットワーク３に接続されたロボット２１を通信手段２２からインターネット５を介して制御することはできなかった。
【００１２】
一方、ロボット２１によって得られたデータを通信手段２２で受信するために、ネットワーク３からインターネット５を介してアクセス２５をしようとする場合も、通信手段２２はネットワーク２６に接続され、ネットワーク２６にはファイアーウォール２７が設置されている。ロボット２１側からのアクセス２５は、ネットワーク２６のファイアーウォール２７によってブロック２８されてしまう。
【００１３】
そこで、本発明者らは前記した従来の課題を解決し、データの安全性を確保した上で、インターネットを介して各種のロボットをネットワーク外から効率よく制御するために、携帯性と汎用性に優れた通信手段であるスマートフォンを使用したロボットの制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために、ファイアーウォールを経由してインターネットに接続可能なロボットと、スマートフォンにそれぞれインターネットＶＰＮシステムを装備し、該インターネットＶＰＮシステムを介して、スマートフォンを使用してファイアーウォール外からロボットにアクセスすることにより、ファイアーウォールを透過してロボットを制御するスマートフォンを使用したロボットの制御方法を基本として提供する。そして、ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能なコンピュータネットワークにロボットを接続し、スマートフォンを使用した制御によって、ロボットをコンピュータネットワークから離脱させて、他のネットワークに接続する。
【００１５】
また、スマートフォンを使用した制御によって、ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能なコンピュータネットワークからロボットを離脱させた後、ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能な他のコンピュータネットワークにロボットを接続する。更に、スマートフォンを使用した制御によって、ファイアーウォールが設置されてインターネットに接続可能な複数のコンピュータネットワーク中の任意のネットワークにロボットを自在に接続又は離脱させ、ファイアーウォールを経由してスマートフォンからインターネットに接続する手段、ロボットからのデータをスマートフォンで受信し、ロボットとスマートフォンとの間で双方向のアクセスを行う。
【発明の効果】
【００１６】
以上記載した本発明によれば、ロボットとスマートフォンの双方にインターネットＶＰＮシステムを装備することにより、ファイアーウォールを経由してインターネットに接続可能なロボットを、スマートフォンを使用してファイアーウォール外からロボットにアクセスすることが可能となり、ファイアーウォールを透過してロボットを制御することが可能となる。更に、インターネットＶＰＮシステムによって、ロボットとスマートフォンが専用線のように接続され、しかも情報は暗号化されるため、外部から読み取られることがなく、外部からの情報が遮断され、安全な制御を実現することができる。また、本発明では、ロボットそのものにインターネットＶＰＮシステムを装備しているため、ロボットが何処に移動しても、インターネットに接続できる環境下にあれば、スマートフォンを使用してロボットを制御することができ、ロボットの収集した情報をスマートフォンで入手することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかるスマートフォンを使用したロボットの制御方法を概略的に示すシステム図。
【図２】（ａ）は従来のインターネット通信のイメージ図、（ｂ）は本発明によるインターネット通信のイメージ図。
【図３】本発明の実施形態を示す説明図。
【図４】本発明の実施形態を示す説明図。
【図５】本発明の実施形態を示す説明図。
【図６】本発明の実施形態を示す説明図。
【図７】従来のロボットの制御方法を概略的に示すシステム図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、データの安全性を確保した上で、各種のロボットをインターネットを介してスマートフォンによってネットワーク外から効率よく制御することに特徴を有する。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１はスマートフォンを使用したロボットの制御方法を概略的に示すシステム図である。
【００１９】
本発明が制御するロボット１は、ファイアーウォール４を経由してインターネット５に接続可能なロボット、即ち人の代わりになんらかの作業を行う装置であって、ある程度の工程なり手順なりを自動的、かつ、連続的に行う装置であれば特に制約はないが、具体的には無線ＬＡＮによってネットワーク３に接続している小型の施設点検ロボットを対象としている。そのため、ロボット１には施設点検用のネットワークカメラ，無線ＬＡＮの信号から制御用信号への変換デバイス，モータードライバボード，自走機構を具備していることが望ましい。そして、ロボット１はインターネットＶＰＮシステム２（Internet Virtual Private Network System）を装備する。
【００２０】
一方、本発明ではロボットを制御する通信手段として、スマートフォン６を採用する。スマートフォン６（Smartphone）は、インターネットとの親和性が高く、パソコンの機能をベースとして作られた多機能携帯電話をいう。具体的には、音声通話以外に電子メール機能，Ｗｅｂブラウザ等の多種多様な機能を内蔵し、インターネットに接続することができる携帯電話がスマートフォンである。また、アプリケーションを追加して、機能強化やカスタマイズができることも特徴である。インターネットへの接続手段としては、図１に示すように、無線ＬＡＮによってネットワーク８に接続し、ネットワーク８を介してインターネット５に接続するか、ネットワーク８に接続することなく、スマートフォン６からモバイルネットワークを使用してインターネット５に接続するようにしてもよい。そして、スマートフォン６にもインターネットＶＰＮシステム７（Internet Virtual Private Network System）を装備する。
【００２１】
ロボット１及びスマートフォン６に装備しているインターネットＶＰＮシステム２，７は、インターネット５を介してインターネットＶＰＮシステム２，７間を他から侵入できない専用線のように接続するシステムである。即ち、インターネットＶＰＮシステム２，７が組み込まれたロボット１とスマートフォン６の間だけに、無線ＬＡＮによりネットワーク３，８やインターネット５を利用して、仮想的なネットワークを構成することができ、既存のセキュリティーシステムとしてのファイアーウォール４，９の制約を回避して、データの通信を暗号化（カプセル化）することができる。インターネットＶＰＮシステム２，７では、情報は暗号化されるため、第三者からの読み取りを防ぐことができる。これにより、悪意のある不正アクセスを防ぎ、安全な通信を可能にすることができる。
【００２２】
図２（ａ）はインターネット５を介したデータの通信のイメージ図、図２（ｂ）はインターネットＶＰＮシステム２，７を付加したインターネット５を介したデータの通信のイメージ図である。図２（ａ）に示すように、インターネット通信においては、データはインターネット上に剥き出しとなっており、第三者によって情報が読み取られる危険性がある。一方、図２（ｂ）に示すインターネットＶＰＮシステム２，７を付加した通信では、データは暗号化（カプセル化）されているため、第三者から読み取られることがない。
【００２３】
本発明では、従来ビジネスツールとして、パソコンとパソコン、またはパソコンとサーバー間のデータ通信のために利用されているインターネットＶＰＮ技術をロボット制御へ応用することで、インターネットによるロボット制御の課題を解決したことに特徴を有する。そのため、本発明では、ロボット１及びスマートフォン６そのものにインターネットＶＰＮシステム２，７を装備するとともに、無線ＬＡＮの信号から制御用信号への変換デバイスを装備した。
【００２４】
よって、図１に示すように、スマートフォン６からのロボット１へのアクセス１０は、スマートフォン６に装備されたインターネットＶＰＮシステム７と、ロボット１に装備されたインターネットＶＰＮシステム２を介して行われるため、ロボット１のファイアーウォール４を透過してロボット１を制御することができる。
【００２５】
ロボット１によって得られた画像や測定数値等の各種データをスマートフォン６で受信するために、ネットワーク３からインターネット５を介してアクセス１１しようする場合も、ロボット１に装備されたインターネットＶＰＮシステム２と、スマートフォン６に装備されたインターネットＶＰＮシステム７を介して行われるため、スマートフォン６のファイアーウォール９を透過して、ロボット１の各種データをスマートフォン６で受信することができる。即ち、ロボット１とスマートフォン６間で、セキュリティを確保した状態で双方向のアクセスを行うことができる。しかも、ロボット１が移動した区域においてインターネット５に接続できる環境下にあれば、スマートフォン６を使用してロボット１を制御することができ、又ロボット１の収集した情報をスマートフォン６で入手することができる。
【００２６】
次に、本発明の他の実施形態を図３に基づいて説明する。図３において、ロボット１はファイアーウォール４の設置されたネットワーク３に接続されているが、このロボット１を前記したスマートフォン６を使用した遠隔制御によって、ネットワーク３から離脱させ、ファイアーウォール１３の設置された他のネットワーク１２に接続する。
【００２７】
即ち、スマートフォン６からの遠隔制御によって、ファイアーウォール４が設置されてインターネット５に接続可能なコンピュータネットワークであるネットワーク３からロボット１を離脱させた後、ファイアーウォール１３が設置されてインターネット５に接続可能な他のコンピュータネットワークであるネットワーク１２にロボット１を接続することができる。よって、スマートフォン６を使用した制御によって、ファイアーウォール４，１３が設置されてインターネット５に接続可能な複数のコンピュータネットワーク中の任意のネットワークであるネットワーク３，１２にロボット１を自在に接続又は離脱させることができる。
【００２８】
次に、本発明にかかるスマートフォンを使用したロボットの制御方法を使用して、工場内を巡回点検する方法を図４に基づいて説明する。図４において、Ａは一定のフロア面積を有する工場を示しており、工場Ａ内には巡回点検用のロボット１が配置され、工場Ａ内に設置されたネットワーク３に接続されている。本発明によれば、ロボット１に装備されたインターネットＶＰＮシステム２とスマートフォン６に装備されたインターネットＶＰＮシステム７を介することにより、スマートフォン６にて工場Ａ内に設置されたネットワーク３とは無関係に、ロボット１を任意に制御することが可能である。また、ロボット１から各種データをスマートフォン６で受信することも可能となる。
【００２９】
図５において、Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ一定のフロア面積を有する工場を示している。工場Ａ，Ｂ，Ｃ内には、それぞれ巡回点検用のロボット１ａ，１ｂ，１ｃが配置され、それぞれ独自のネットワーク３ａ，３ｂ，３ｃに接続されている。本発明によれば、常時は工場Ａ内をロボット１ａが、工場Ｂ内をロボット１ｂが、工場Ｃ内をロボット１ｃが点検するように設定する。そして、例えば工場Ｂ内において異常や緊急点検等の必要性が生じた場合には、ロボット１ａ，１ｃに装備されたインターネットＶＰＮシステム２ａ，２ｃとスマートフォン６に装備されたインターネットＶＰＮシステム７を介することにより、スマートフォン６にて、ロボット１ａ，１ｃを工場Ｂ内に移動させて点検をすることができる。
【００３０】
図６において、Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ一定のフロア面積を有する工場を示している。工場Ａ内に巡回点検用のロボット１が配置され、ネットワーク３に接続されている。本発明によれば、常時は工場Ａ内をロボット１が点検するように設定する。そして、例えば工場Ｂ内において点検の必要が生じた場合に、或いは定期的にロボット１に装備されたインターネットＶＰＮシステム２とスマートフォン６に装備されたインターネットＶＰＮシステム７を介することにより、スマートフォン６にて、ロボット１を工場Ｂ内又は工場Ｃ内に移動させて点検をすることができる。よって、常時は工場Ｂ，Ｃにはロボットを配置せず、必要に応じて工場Ａからロボット１を移動させて点検することができる。なお、図５，図６において、インターネットＶＰＮシステムをＩＶＰＮＳと略して表示した。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上記載した本発明によれば、ロボットとスマートフォンの双方にインターネットＶＰＮシステムを装備することにより、ファイアーウォールを経由してインターネットに接続可能なロボットを、スマートフォンを使用してファイアーウォール外からロボットにアクセスすることが可能となり、ファイアーウォールを透過してロボットを制御することが可能となる。更に、インターネットＶＰＮシステムによって、ロボットとスマートフォンが専用線のように接続され、しかも情報は暗号化されるため、外部から読み取られることがなく、外部からの情報が遮断され、安全な制御を実現することができる。また、本発明では、ロボットそのものにインターネットＶＰＮシステムを装備しているため、ロボットが何処に移動しても、インターネットに接続できる環境下にあれば、スマートフォンを使用してロボットを制御することができ、ロボットの収集した情報をスマートフォンで入手することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ…ロボット
２，７…インターネットＶＰＮシステム
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，８，１２…ネットワーク
４，９，１３…ファイアーウォール
５…インターネット
６…スマートフォン
１０，１１…アクセス
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図２】
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